AI、AO、DI、DO分別是什么,起什么作用

在工業(yè)自動化、控制系統(tǒng)(如PLC、DCS、SCADA)和儀器儀表領(lǐng)域，AI、AO、DI、DO是最核心的信號類型分類，它們定義了信號的性質(zhì)、方向以及在系統(tǒng)中的作用：

1.AI(AnalogInput-模擬量輸入)

是什么：來自現(xiàn)場設(shè)備或傳感器的連續(xù)變化的電信號。模擬信號的值可以在一個范圍內(nèi)取無限多個可能的數(shù)值(理論上)。

作用：采集現(xiàn)場連續(xù)變化的物理量信息。

典型來源：

溫度傳感器(熱電偶、熱電阻變送器輸出的4-20mA或0-10V信號)

壓力變送器(4-20mA，0-10V)

流量計(4-20mA，脈沖頻率有時也算AI)

液位變送器(4-20mA)

濕度傳感器

稱重傳感器

分析儀表(pH值、濃度等輸出信號)

閥門開度反饋(如果以模擬信號形式反饋)

作用總結(jié)：將被監(jiān)測的連續(xù)過程變量(如溫度、壓力、流量、液位等)轉(zhuǎn)換成控制系統(tǒng)能夠讀取和處理的電信號(通常是電壓或電流)。是控制系統(tǒng)感知外部物理世界“狀態(tài)”的關(guān)鍵通道。

2.AO(AnalogOutput-模擬量輸出)

是什么：由控制系統(tǒng)(如PLC、DCS)發(fā)出的連續(xù)變化的電信號，用于控制現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

作用：控制現(xiàn)場需要連續(xù)調(diào)節(jié)的設(shè)備。

典型去向：

調(diào)節(jié)閥(控制閥門開度在0-100%之間的任意位置，輸入信號通常是4-20mA或0-10V)

變頻器(控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，輸入信號通常是4-20mA或0-10V)

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(控制位置)

比例閥

某些加熱器的功率控制器

作用總結(jié)：將控制系統(tǒng)的控制指令(通常是0-100%之間的一個設(shè)定值)轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的電信號，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對過程變量的精確控制(如精確控制流量、溫度、壓力等)。

3.DI(DigitalInput-數(shù)字量輸入/開關(guān)量輸入)

是什么：來自現(xiàn)場設(shè)備或傳感器的離散狀態(tài)信號。只有兩種明確的狀態(tài)：通/斷、開/關(guān)、是/否、高電平/低電平(通常表示為1/0,ON/OFF,True/False)。電壓通常是固定的(如24VDC接通代表“1”，0V斷開代表“0”)。

作用：檢測現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)或事件的發(fā)生。

典型來源：

按鈕、選擇開關(guān)

限位開關(guān)(機(jī)械位置檢測)

接近開關(guān)(感應(yīng)金屬物體有無)

光電開關(guān)(檢測物體通過)

繼電器觸點(diǎn)狀態(tài)

電機(jī)運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)反饋觸點(diǎn)

故障報警觸點(diǎn)(如熱過載繼電器觸點(diǎn))

液位開關(guān)(高液位、低液位報警)

壓力開關(guān)(高壓、低壓報警)

門禁狀態(tài)(門開/關(guān))

作用總結(jié)：獲取現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)、事件發(fā)生(如按鈕按下、門打開、物體到位、故障發(fā)生)等離散信息。是控制系統(tǒng)了解設(shè)備“動作”和“事件”的主要途徑。

4.DO(DigitalOutput-數(shù)字量輸出/開關(guān)量輸出)

是什么：由控制系統(tǒng)發(fā)出的離散控制信號，用于驅(qū)動現(xiàn)場設(shè)備的通斷動作。也只有兩種明確狀態(tài)：接通/斷開(ON/OFF,1/0)。輸出通常是繼電器觸點(diǎn)或晶體管開關(guān)，控制外部電源的通斷。

作用：驅(qū)動現(xiàn)場需要開關(guān)控制的設(shè)備。

典型去向：

繼電器線圈

接觸器線圈(控制電機(jī)啟停)

電磁閥(控制氣路或油路的通斷-開/關(guān)閥)

指示燈(運(yùn)行燈、報警燈)

報警器(蜂鳴器、閃光燈)

小型電機(jī)(啟?？刂?

電動閥(開/關(guān)閥控制)

作用總結(jié)：發(fā)出開關(guān)命令，啟動或停止設(shè)備(如電機(jī)啟停)、打開或關(guān)閉閥門(開/關(guān)型)、點(diǎn)亮或熄滅指示燈、觸發(fā)或停止報警器等。是控制系統(tǒng)執(zhí)行“動作”命令的直接手段。

總結(jié)對比表：

理解關(guān)鍵點(diǎn)：

模擬vs數(shù)字：AI/AO處理連續(xù)變化的物理量(多少?多大?)。DI/DO處理開關(guān)狀態(tài)(有/無?開/關(guān)?)。

輸入vs輸出：AI/DI是輸入到控制系統(tǒng)的信號(系統(tǒng)在“讀”)。AO/DO是控制系統(tǒng)輸出的信號(系統(tǒng)在“寫”或“控制”)。

作用：AI/DI是系統(tǒng)的“感官”，負(fù)責(zé)采集信息。AO/DO是系統(tǒng)的“手腳”，負(fù)責(zé)執(zhí)行動作。

實(shí)際應(yīng)用中的重要性：

在設(shè)計控制系統(tǒng)硬件(如PLC模塊選型、IO清單)和編寫控制程序時，清晰地區(qū)分這四種信號類型至關(guān)重要。你需要知道每個點(diǎn)連接的是什么設(shè)備，是輸入還是輸出，是模擬信號還是數(shù)字信號。

接線、調(diào)試和維護(hù)都需要根據(jù)信號類型選擇合適的電纜、端子和處理方法。

它們是構(gòu)建任何自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)件。

簡單來說：AI看數(shù)值，AO調(diào)大小，DI看開關(guān)，DO控開關(guān)。